تعريف المخلوط المتجانس: قارن التركيب في مواضع مختلفة

ما الذي يجب أن يبقى موحدًا؟

في المخلوط المتجانس لا يتغير التركيب من موضع إلى آخر على مستوى وصف العينة. أما المخلوط غير المتجانس فيختلف تركيبه بين المواضع. كلمة «متجانس» تصف هذا التوزيع، لا تساوي كتل كل المواد فيه. ^[1]

لذلك لا نشترط أن يكون نصف المخلوط من مكون ونصفه من آخر. يمكن أن تكون حصة مكون صغيرة، بشرط أن يمثل التوزيع نسبة موحدة في المواضع التي نقارنها. ^[1]

استعمل السؤال التالي: هل تختلف نسبة المكون إذا أخذنا عينات ممثلة من مواضع مختلفة؟ لا تقارن الكتلة وحدها قبل النظر إلى حجم العينة أو كتلتها.

المتوسط نفسه قد يخفي توزيعًا مختلفًا

نرسم مخلوطين افتراضيين، كل منهما مقسم إلى ثلاث مناطق متساوية الكتلة، كتلة كل منطقة 20g. في النموذج أ، كتلة المكون المختار 4g في كل منطقة: 4/20=20%.

مجموع المكون في أ هو 4+4+4=12g، وفي ب هو 2+4+6=12g. كتلة كل نموذج 60g، لذلك النسبة الكلية لكليهما 12/60=20%.

لكن المناطق في ب لا تعطي النسبة نفسها: 10% ثم 20% ثم 30%. المتوسط الكلي أخفى هذا الاختلاف. في أ تبقى النسبة 20% بين المناطق الثلاث المحددة؛ هذا ما جعل النموذج مناسبًا لتوضيح التركيب الموحد.

الجدول يصف المناطق التي افترضناها كاملة. أما ثلاث قياسات في وعاء حقيقي، فلا تضمن وحدها أن كل موضع لم نقسه مطابق لها؛ نحتاج إلى أخذ عينات ممثلة للمخلوط الذي نريد وصفه.

العينة الأكبر قد تحتوي كمية أكبر

من نموذج موحد الحصة الكتلية فيه 20%، اختر عينة كتلتها 20g وأخرى كتلتها 50g. كمية المكون في الأولى 0.20×20=4g، وفي الثانية 0.20×50=10g.

ليس اختلاف 4g و 10g دليلًا على عدم التجانس؛ كتلة العينة الثانية أكبر أصلًا. نراجع النسب: 4/20=10/50=0.20. الرسم الداخلي يبين أن الجزء الملون يمثل الخمس في الشريطين.

والعكس صحيح في مثال آخر: وجود 4g من المكون في عينة 20g وأخرى 40g يعطي نسبتين 20% و 10%. تساوي كمية المكون لم يجعل النسبتين متساويتين.

هل كل محلول ماء، وهل كل محلولين متماثلان؟

المحلول مخلوط متجانس، لكنه لا يقتصر على الماء. الهواء محلول غازي، وبعض السبائك محاليل صلبة. وعند ذوبان السكر في الماء تتوزع جزيئاته بين جزيئات الماء، دون بقاء طبقة سكر مترسبة في المحلول الموصوف. ^[2]

يمكن أن يكون كل من محلولين متجانسًا، مع اختلاف تركيبه عن الآخر. مثلًا في نموذج ج، 2g من المكون لكل 20g من المخلوط، وفي نموذج د 4g لكل 20g. النسبتان 10% و 20%؛ نقارن التجانس داخل كل نموذج، لا نشترط تطابق النموذجين.

لا نستخدم كلمة «متجانس» بدل اسم المادة أو تركيبها. فهي تجيب عن توزيع المكونات داخل المخلوط، بينما يجيب بيان التركيب عن المقادير أو النسب الموجودة.

كيف تقرأ سؤال التجانس؟

حدد هل المقارنة بين مواضع في المخلوط نفسه أو بين مخلوطين منفصلين. ثم اقرأ أساس النسبة ووحدات العينة، وقارن مقادير متوافقة. إذا أعطى السؤال مجموع المكون فقط، فلا تستنتج تلقائيًا كيف توزع داخل الوعاء.

واستخدم بيانات كل موضع قبل المتوسط الكلي. بهذه القراءة نفصل بين كمية العينة ونسبة المكون وتوزيعه، وهي ثلاثة أسئلة قد تحمل أرقامًا متشابهة لكنها تعني أشياء مختلفة.